杭锦旗地区独贵加汗圈闭盒3段储层特征及评价

兰　俊

(中国石化华北油气分公司勘探开发研究院，河南郑州 450006)

杭锦旗地区独贵加汗圈闭盒3段储层特征及评价

兰俊

(中国石化华北油气分公司勘探开发研究院，河南郑州 450006)

摘要：依据钻井、实验分析、电测井、测试等各项资料，从气藏的空间展布、岩石学特征、沉积条件、孔隙结构、成岩作用、孔渗特征以及毛管压力曲线等方面对鄂尔多斯盆地北部杭锦旗地区独贵加汗圈闭盒3段储层特征进行综合评价分析。结果表明，盒3段储集层砂体近南北向展布；储集岩以中、粗粒岩屑砂岩和岩屑石英砂岩为主，属低孔、特低渗储集层；粒间孔，粒间溶孔、粒内溶孔和粒间缝是盒3段砂岩的主要储集空间，主要成岩作用有压实作用、压溶作用、胶结交代作用和溶蚀作用；毛管压力曲线可分为三类，具有Ⅰ类和Ⅱ类曲线的砂岩是有效储集层，Ⅲ类曲线代表的是致密非有效储层。

关键词：杭锦旗地区;独贵加汗圈闭；盒3段储层;岩石学特征

杭锦旗区块位于内蒙古鄂尔多斯市的杭锦旗、达拉特旗、伊金霍洛旗和鄂托克旗以及东胜区，构造上位于鄂尔多斯盆地北部，横跨伊盟隆起、伊陕斜坡、天环向斜三个一级构造单元。独贵加汗圈闭位于杭锦旗地区十里加汗区带西部，下石盒子组盒3段为本区的主要产(含)气层之一，气藏属冲积平原辫状河-三角洲沉积组合[1-2]。研究表明，盒3段砂层在纵向上具叠加连片的特点，在平面上展布比较稳定，具有低孔、特低渗特征。

1储层的空间展布

十里加汗区带位于泊尔江海子断裂带以南地区，主要发育岩性圈闭，成藏条件与苏里格气田类似，具备形成大-中型气藏的条件，是近年来勘探的重要圈闭类型。下石盒子组主要为一套由北而南的冲积平原辫状河沉积，主河道由北东向西南方向延伸，厚度130 m左右[3-5]。

独贵加汗岩性圈闭位于十里加汗区带西部，自上而下发育太原、盒1、盒3三个层圈闭，它们分别为独立的大中型岩性气藏，具有气层多层叠合的特征。其圈闭成藏条件较好，烃源岩厚度大，成熟度较高，钻井成果显著；目前的主要勘探目的层为下石盒子组和山西组。

下石盒子组按照其旋回性可分为三段，由下往上分别为盒1、盒2、盒3段，上、中部为灰绿色泥岩夹薄层中粒、细粒岩屑砂岩，下部为灰白色厚层粗粒岩屑砂岩夹深灰色泥岩。下石盒子早期是辫状河沉积作用鼎盛时期，砂砾岩、含砾粗砂岩厚度大，分布较广泛。下石盒子中晚期(盒2、盒3期)基本上继承了下石盒子早期的沉积面貌，尽管河流规模缩小、地层厚度逐步减小，但横向上仍可对比。

盒3气藏呈南北向展布，为该区主要的含气层段，多口探井均钻遇盒3气层。2014年独贵加汗圈闭盒3气藏新增天然气控制储量340.23×108m3，揭示了盒3层圈闭较好的含气性(图1)。

2储集岩特征

2.1岩石学特征

根据薄片分析资料，盒3段砂岩以含砾粗粒岩屑石英砂岩及粗粒岩屑砂岩为主，其次为粗、中粒砂岩及一些粗粒岩屑砂岩。其颗粒主要由石英和岩屑两种成分组成，一般情况下石英含量较高时岩屑含量相对减少，岩屑含量较高时石英含量相对减少，岩屑砂岩和岩屑石英砂岩的颗粒成分互为过渡关系。

独贵加汗圈闭盒3段储层填隙物主要为黏土矿物(高岭石、伊利石、绿泥石)。储集岩中富含黏土矿物，主要为高岭石、伊利石和绿泥石。其中大部分高岭石、绿泥石以及凝灰质蚀变高岭石常具碎屑外形，是碱性长石和火山碎屑蚀变的产物，部分呈杂基形态的高岭石则是由火山灰蚀变而成。

图1　独贵加汗盒3段圈闭平面展布图

砂岩颗粒分选以中等-好为主，磨圆度以次棱角状为主，其次为次圆状;碎屑间颗粒支撑，点线接触，胶结类型以孔隙式为主。

2.2储集岩的孔渗特征

通过对独贵加汗圈闭内及周边钻遇盒3段59个岩心样品分析，盒3段砂岩孔隙度为5.0%～15%(图2)，平均孔隙度为9.08%，孔隙度优势区间为7.5%～10%，累积频率64.2%，孔隙度值大于5%的样品的平均值为9.69%，累积频率65.8%；渗透率主要分布区间为(0.14～1.5)×10-3μm2(见图3)，平均0.56×10-3μm2，其中大于0.14×10-3μm2的样品平均值为0.61×10-3μm2，优势区间为(0.2～0.5)×10-3μm2，累积频率57.1%。

图2　盒3段孔隙度频率分布

盒3段砂岩孔隙度、渗透率之间相关性比较明显(见图4)，除个别发育裂缝而渗透率较大外，基本上渗透率随着孔隙度的增大而增大。孔隙度与渗透率这种相关性表明盒3段砂岩储集空间以孔隙为主，为孔隙性砂岩，总体上属于特低孔隙度和特低渗透率。

图3　盒3段渗透率频率分布

图4　盒3段孔隙度与渗透率关系

2.3储集岩的孔隙结构

根据砂岩铸体薄片观察及分析，独贵加汗圈闭盒3段储层的孔隙类型主要有以下几种，并以两种以上的孔隙并存为特征[6]。

(1)粒间溶孔：由粒间杂基被溶而形成的溶蚀孔隙，呈港湾状、伸长状等不规则形状，分布不均，大小悬殊。

(2) 粒内溶孔：碎屑颗粒内的溶蚀孔隙常见于水云母绿泥石化碎屑颗粒内部，溶蚀强烈者成为铸模孔。粒内溶孔常与粒间孔隙连通，增大了储层孔渗性。粒内溶孔孔径大小(5～60 μm)不等，多数小于20 μm。

(3)粒间余孔：原生粒间孔经石英次生加大或其他自生矿物充填后残留的孔隙空间，孔壁上具石英加大边或绿泥石黏土薄膜。其形态规则，分布较均匀，形成孔隙支架的碎屑边缘无明显溶蚀痕迹，一般孔径20～100 μm，但在总孔隙中所占比例一般不超过20%。

(4)晶间微孔：主要见于高岭石晶体之间，孔径多数小于5 μm。其产状有两种：①粒间溶孔、粒内溶孔中充填的自生高岭石晶间隙，此类高岭石由于生长空间宽阔，因而发育较好，并且晶体间相对疏松，因此，晶间隙相对较大，显微镜下即可清楚地观察到；②长石蚀变形成的高岭石晶间隙，高岭石生长密集，且晶间常有蚀变和重结晶时排出的杂质，因此晶间隙极小，镜下一般不易观察到。

(5)裂缝：砂岩中裂缝主要是粒间缝，少量为岩石缝和粒内缝。粒间缝常出现在颗粒边缘与胶结物或杂基接触处，几乎所有样品都有发育，但每个样品中裂缝数量不多，缝宽大小不一(1～20 μm)，一般小于10 μm。岩石缝仅个别样品中见到，最大缝宽12 μm。粒间缝和岩石缝对提高砂岩渗透率作用较大。粒内微缝主要发育在长石或岩屑内，与挤压有关，该微缝连通性不好，对储层孔渗基本没有影响。

2.4储集岩的孔隙分布特征

目前研究岩石孔喉特征的方法有毛细管压力法、铸体薄片法、扫描电镜法和图像分析法，最常用的是毛细管压力法。

十里加汗区带盒3段与什股壕区带盒3段具有相同的沉积相、储层岩石类型，可以借鉴什股壕区带盒3段储层压汞实验数据来研究盒3段孔喉分布特征。根据砂岩毛管压力资料的统计分析，砂岩毛管压力曲线一般为陡斜式，位于坐标系右上方，排驱压力和中值压力都比较高。砂岩毛管压力曲线可分为3种类型(见图5)：

Ⅰ类：岩性主要为含砾粗粒岩屑石英砂岩及粗粒岩屑砂岩，孔隙度一般大于10%，渗透率大于0.6×10-3μm2，岩石孔隙以粒间余孔、溶蚀孔为主。毛管压力曲线为Ⅰ类，孔喉分布具较粗歪度，排驱压力一般小于0.8 MPa，中值压力小于5 MPa，属好储层。

Ⅱ类：岩性为粗、中粒砂岩及一些粗粒岩屑砂岩，孔隙度5%～10%，渗透率一般(0.14～0.6)×10-3μm2。毛管压力曲线为Ⅱ类，排驱压力0.8～1.0 MPa，中值压力5～20 MPa，孔喉分选差，较粗歪度，储集空间类型以溶蚀孔、粒间余孔、晶间孔为主，该类储层是盒3段主要的储集岩类。

Ⅲ类：岩性为中粒砂岩及一些细粒砂岩，储集空间类型以粒内溶孔、晶间微孔为主。孔隙度小于5%，渗透率小于0.14×10-3μm2。毛管压力曲线向右上方拱起，斜率远大于Ⅱ类压汞曲线，排驱压力大于1.0 MPa，中值压力大于20 MPa。评价为非有效储集层。

统计表明，盒3段储集岩Ⅰ类占35%，Ⅱ类占53%，Ⅲ类占12%，其中Ⅰ类、Ⅱ类储集岩主要分布在测井综合解释为气层段内，Ⅲ类为非有效储集岩。

从储层产能意义上说，Ⅰ类和Ⅱ类曲线代表的是有效储集层，Ⅲ类曲线代表的是非有效致密储层。

图5　盒3段毛管压力曲线类型

3储层综合评价

独贵加汗圈闭盒3段储层具有下列特征:

(1)平面主砂体分布在锦58井-锦85井-锦57井-锦89井及锦57井-锦85井-锦86井-锦4井一带，钻井剖面上底部砂岩厚度大于中上部砂岩。

(2)岩石类型以含砾粗、中粒岩屑石英砂岩为主，岩屑含量高，含极少量长石。颗粒主要由石英和岩屑两种成分组成,两种岩性的颗粒成分互为过渡关系。砂岩孔隙度和渗透率随着石英含量增高而增大，粒度在中-粗粒以上的砂岩才能成为有效储层。

(3)盒3段地层顶面的构造形态基本一致，为一东北高、西南低的宽缓斜坡，只有局部构造高点和低点，构造规模小，盒3段地层厚度连续稳定，缺乏有效的构造圈闭条件，储层主要受沉积相带的控制，砂岩属辫状河分流河道砂体沉积(图6)。主河道呈南北方向带状展布，东西两侧为分流间湾微相的泥岩沉积，形成气藏的侧向岩性遮挡，具有分选中等、多期砂岩复合叠加的特点，碎屑成分和粒度反映砂岩沉积能量较强[7-8]。

(4)压实作用使岩石孔隙度降低，溶蚀作用形成的次生孔隙改善了储层的孔渗性能，晚成岩后期微裂缝的发育起连通孔隙、增强砂岩渗透率的作用。

(5) 粒间孔，粒间溶孔、粒内溶孔和粒间缝是盒3段砂岩的主要储层空间。

(6) 储层孔隙度平均值9.69%，渗透率平均值0.61×10-3μm2。储层类型主要为Ⅰ、Ⅱ类储集岩，盒3段气藏均属于特低孔特低渗天然气藏。

图6　独贵加汗圈闭盒3段沉积相图

(7)毛管压力曲线分3类，具有Ⅰ类和Ⅱ类曲线的砂岩是有效储集层，Ⅲ类曲线代表的是非有效致密储层。盒3段底部砂岩以Ⅰ、Ⅱ类曲线为主，中上部砂岩以Ⅱ、Ⅲ类曲线为主。

根据储集岩的空间展布、岩石学特征、沉积条件、孔隙结构、成岩作用、孔渗特征进行综合评价，储集岩可分为3种类型(表1)。其中Ⅰ类属好的储层，Ⅱ类属较好储层，Ⅲ类属差储层，Ⅲ类储层几乎不具储集作用。

因此，归纳起来，有利储集岩应具有以下特点：①分布于砂岩累积厚度大于5 m的井区；②岩石类型为岩屑石英砂岩和石英含量较高的岩屑砂岩，粒度为中-粗粒以上；③砂岩的孔隙度和渗透率较高(孔隙度最佳范围为7.5%～10%，渗透率为(0.14～1.5)×10-3μm2)；④粒间余孔、粒间溶孔、粒内溶孔和微裂缝较发育；⑤有利储集岩主要分布在锦57-锦58-锦59一线以北的主河道，心滩较为发育，河道沉积水流能量大，砂体有效厚度也相对大。

表1　盒3段储集层分类评价

4气藏特征评价

从气藏分布的平面展布情况看，独贵加汗圈闭盒3气藏主要分布在有效砂体储层发育区，受构造控制作用不明显，主要受沉积相带的控制。

盒3段气藏的源岩主要为山西组和太原组煤系地层，储集体为山西组-下石盒子组的河道砂岩，石千峰组、上石盒子组湖相泥岩，以及下石盒子组内部的洪泛沉积泥岩、山西组分流间泥岩形成致密的区域盖层和直接盖层，具有良好的封盖能力，因此，下石盒子组盒3段气藏属下生上储成藏组合。气藏储层孔隙度平均值9.69%，渗透率平均值0.61×10-3μm2。

综上所述，独贵加汗圈闭盒3段气藏均属于特低孔特低渗天然气藏。

参考文献

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编辑：党俊芳

文章编号：1673-8217(2016)03-0005-04

收稿日期：2015-12-30

作者简介：兰俊，硕士，1984年生，2012年毕业于中国地质大学(北京)矿产普查与勘探专业，主要从事天然气勘探研究工作。

基金项目：国家重大科技专项下属课题“碎屑岩层系大中型油气田富集规律与勘探关键技术”(2011ZX05002-001)资助。

中图分类号：TE112.23

文献标识码：A